JP2001001148A - ９００ＭＰａ以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶接方法 - Google Patents
９００ＭＰａ以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶接方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強さと靱性がともに優れたガスシールド
溶接継手を製作できる、900MPa級厚肉高張力鋼板のガス
シールド溶接方法を提案する。 【解決手段】 板厚ｔ：50mm以上、引張強さＴＳ：900
MPa 以上の900MPa級厚肉高張力鋼板をガスシールドアー
ク溶接法により溶接し、溶接継手部断面における溶接金
属の表面幅Ｗ１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が、Ｗ２＜Ｗ
１＜0.45ｔを、溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が、Ｓ／ｔ
2 ＜0.4 を、満足し、かつ溶接金属の引張強さＴＳw
（MPa ）が、0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜
0.95ＴＳを満足するように、ガスシールドアーク溶接条
件および使用する溶接ワイヤを調整する。
溶接継手を製作できる、900MPa級厚肉高張力鋼板のガス
シールド溶接方法を提案する。 【解決手段】 板厚ｔ：50mm以上、引張強さＴＳ：900
MPa 以上の900MPa級厚肉高張力鋼板をガスシールドアー
ク溶接法により溶接し、溶接継手部断面における溶接金
属の表面幅Ｗ１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が、Ｗ２＜Ｗ
１＜0.45ｔを、溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が、Ｓ／ｔ
2 ＜0.4 を、満足し、かつ溶接金属の引張強さＴＳw
（MPa ）が、0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜
0.95ＴＳを満足するように、ガスシールドアーク溶接条
件および使用する溶接ワイヤを調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、引張強さ：900MPa
以上の900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアー
ク溶接に係り、とくに継手部強度が高くかつ溶接部靱性
に優れた溶接継手の製作が可能なガスシールドアーク溶
接方法に関する。
以上の900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアー
ク溶接に係り、とくに継手部強度が高くかつ溶接部靱性
に優れた溶接継手の製作が可能なガスシールドアーク溶
接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高張力鋼の溶接には、被覆アーク溶接、
サブマージアーク溶接、シールドアーク溶接など各種の
溶接方法が適用されている。各種溶接方法のなかで、引
張強さが900MPa以上の超高張力鋼板を溶接する際には、
低温割れの発生を防止する観点から、溶接金属中の水素
量を低減できるマグ（ＭＡＧ）溶接、ティグ（ＴＩＧ）
溶接などのシールドアーク溶接が好適である。
サブマージアーク溶接、シールドアーク溶接など各種の
溶接方法が適用されている。各種溶接方法のなかで、引
張強さが900MPa以上の超高張力鋼板を溶接する際には、
低温割れの発生を防止する観点から、溶接金属中の水素
量を低減できるマグ（ＭＡＧ）溶接、ティグ（ＴＩＧ）
溶接などのシールドアーク溶接が好適である。
【０００３】また、ティグ溶接によれば、溶接金属中の
酸素量を極めて低くすることが可能であり、良好な靱性
を有する溶接金属を得ることができる。しかし、溶接施
工効率の面からはティグ溶接にくらべマグ溶接の方が優
れており、溶接施工コストの軽減という観点からは、マ
グ溶接の適用が要望されている。高張力鋼の溶接におい
ては、強度が高くなればなるほど溶接部に低温割れが発
生しやすくなり、また溶接部の靱性も低下する傾向とな
る。そのため、高張力鋼用溶接材料には、高い強度を有
し、かつ優れた耐低温割れ感受性と高い靱性を有するこ
とが要求されている。
酸素量を極めて低くすることが可能であり、良好な靱性
を有する溶接金属を得ることができる。しかし、溶接施
工効率の面からはティグ溶接にくらべマグ溶接の方が優
れており、溶接施工コストの軽減という観点からは、マ
グ溶接の適用が要望されている。高張力鋼の溶接におい
ては、強度が高くなればなるほど溶接部に低温割れが発
生しやすくなり、また溶接部の靱性も低下する傾向とな
る。そのため、高張力鋼用溶接材料には、高い強度を有
し、かつ優れた耐低温割れ感受性と高い靱性を有するこ
とが要求されている。
【０００４】このようなことから、強度、靱性、耐低温
割れ性の向上を目的として、種々の高張力鋼用溶接材料
が開発されている。例えば、特公昭63-32558号公報に
は、TiとNbの複合添加による析出強化および組織強化を
利用した高強度と高靱性を有する超高張力鋼用ガスシー
ルドアーク溶接材料が提案されている。
割れ性の向上を目的として、種々の高張力鋼用溶接材料
が開発されている。例えば、特公昭63-32558号公報に
は、TiとNbの複合添加による析出強化および組織強化を
利用した高強度と高靱性を有する超高張力鋼用ガスシー
ルドアーク溶接材料が提案されている。
【０００５】また、特開昭61-135499 号公報には、Niを
3.51％以上添加し、さらにＶを添加して、Ｖによる析出
強化とNiによる靱性改善により、高強度と良好な靱性を
得る超高張力鋼用ガスシールドアーク溶接材料が提案さ
れている。また、特開平7-276080号公報には、Ｃ、Si、
Mn、Cr、Moを基本組成として、TiとＶを複合添加し、さ
らにＮを適量添加して、TiとＶによる析出強化とＮによ
る靱性改善により、高強度と良好な靱性を得る超高張力
鋼用マグ溶接材料が提案されている。
3.51％以上添加し、さらにＶを添加して、Ｖによる析出
強化とNiによる靱性改善により、高強度と良好な靱性を
得る超高張力鋼用ガスシールドアーク溶接材料が提案さ
れている。また、特開平7-276080号公報には、Ｃ、Si、
Mn、Cr、Moを基本組成として、TiとＶを複合添加し、さ
らにＮを適量添加して、TiとＶによる析出強化とＮによ
る靱性改善により、高強度と良好な靱性を得る超高張力
鋼用マグ溶接材料が提案されている。
【０００６】しかしながら、特公昭63-32558号公報、特
開平7-276080号公報に記載された技術におけるように、
溶接材料（ワイヤ）にTiとNbあるいはTiとＶ、Ｎを多量
に添加すると、溶接金属を高強度化できるが、溶接金属
の靱性が劣化する場合があり、安定して高強度と良好な
靱性を有する溶接金属を得ることができないという問題
があった。また、特開昭61-15499号公報に記載された技
術では、高価なNi、Ｖを多量に添加する必要があり、製
造コストが上昇し経済的に問題を残していた。
開平7-276080号公報に記載された技術におけるように、
溶接材料（ワイヤ）にTiとNbあるいはTiとＶ、Ｎを多量
に添加すると、溶接金属を高強度化できるが、溶接金属
の靱性が劣化する場合があり、安定して高強度と良好な
靱性を有する溶接金属を得ることができないという問題
があった。また、特開昭61-15499号公報に記載された技
術では、高価なNi、Ｖを多量に添加する必要があり、製
造コストが上昇し経済的に問題を残していた。
【０００７】また、引張強さが900MPa以上の高強度を有
する溶接金属では、組織は、マルテンサイトとベイナイ
トの混合組織となるため、フェライト組織におけるよう
な組織制御による靱性向上が難しく、溶接ワイヤの化学
組成の調整だけではつねに安定した靱性を確保すること
は困難であった。通常、溶接金属引張強さが鋼板引張強
さより高くなる、いわゆる、オーバーマッチングで溶接
継手が製作されている。しかし、例えば引張強さが780M
Pa以上の高張力鋼板の溶接継手においては、上記したよ
うなことから、溶接金属の引張強さが鋼板の引張強さよ
り低くなる、いわゆる、アンダーマッチングとなるよう
に溶接継手を設計したほうが、溶接部の靱性の観点から
は有効であるとの提案がなされている。溶接継手の場合
は、溶接金属は鋼板から塑性変形の拘束を受けるため、
溶接金属の強度が鋼板強度より低くても、溶接継手部強
度が鋼板強度以上を確保できる場合があり、靱性面から
は有利となる。
する溶接金属では、組織は、マルテンサイトとベイナイ
トの混合組織となるため、フェライト組織におけるよう
な組織制御による靱性向上が難しく、溶接ワイヤの化学
組成の調整だけではつねに安定した靱性を確保すること
は困難であった。通常、溶接金属引張強さが鋼板引張強
さより高くなる、いわゆる、オーバーマッチングで溶接
継手が製作されている。しかし、例えば引張強さが780M
Pa以上の高張力鋼板の溶接継手においては、上記したよ
うなことから、溶接金属の引張強さが鋼板の引張強さよ
り低くなる、いわゆる、アンダーマッチングとなるよう
に溶接継手を設計したほうが、溶接部の靱性の観点から
は有効であるとの提案がなされている。溶接継手の場合
は、溶接金属は鋼板から塑性変形の拘束を受けるため、
溶接金属の強度が鋼板強度より低くても、溶接継手部強
度が鋼板強度以上を確保できる場合があり、靱性面から
は有利となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】アンダーマッチングと
なる溶接継手の広幅引張試験では、溶接金属の強度をか
なり低下させても鋼板強度並みの継手強度が確保できる
という報告もある。しかし、溶接長さの短くなる矩形引
張試験では、アンダーマッチングとなる場合には、継手
強度の低下が懸念されるが、鋼板強度並みの継手強度が
確保できる溶接金属の下限強度については、まだ不明確
であり、実際に鋼板の引張強さの95％を下回るような低
強度化がなされた例は900MPa級以上の鋼ではない。
なる溶接継手の広幅引張試験では、溶接金属の強度をか
なり低下させても鋼板強度並みの継手強度が確保できる
という報告もある。しかし、溶接長さの短くなる矩形引
張試験では、アンダーマッチングとなる場合には、継手
強度の低下が懸念されるが、鋼板強度並みの継手強度が
確保できる溶接金属の下限強度については、まだ不明確
であり、実際に鋼板の引張強さの95％を下回るような低
強度化がなされた例は900MPa級以上の鋼ではない。
【０００９】このようなことから、溶接部の靱性改善の
手段として、溶接金属強度を低くすることについて、十
分な検討および適正化がなされていないのが現状であ
る。本発明は、上記した従来技術の問題を解決し、引張
強さと靱性がともに優れたガスシールド溶接継手を製作
できる、900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールド溶
接方法を提案することを目的とする。
手段として、溶接金属強度を低くすることについて、十
分な検討および適正化がなされていないのが現状であ
る。本発明は、上記した従来技術の問題を解決し、引張
強さと靱性がともに優れたガスシールド溶接継手を製作
できる、900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールド溶
接方法を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するため、溶接金属の強度低下による溶接継
手部靱性の改善方法について鋭意検討した。その結果、
溶接金属の強度を低下しても、溶接金属部の幅を適正に
調整することにより、溶接部の靱性を改善し、かつ溶接
継手部強度を鋼板強度以上とすることができることを見
いだした。
課題を達成するため、溶接金属の強度低下による溶接継
手部靱性の改善方法について鋭意検討した。その結果、
溶接金属の強度を低下しても、溶接金属部の幅を適正に
調整することにより、溶接部の靱性を改善し、かつ溶接
継手部強度を鋼板強度以上とすることができることを見
いだした。
【００１１】本発明は、上記した知見に基づいて構成さ
れたものである。すなわち、本発明は、板厚ｔ：50mm以
上、引張強さＴＳ：900 MPa 以上好ましくは1180MPa 以
下の900MPa以上級厚肉高張力鋼板をガスシールドアーク
溶接法により溶接するにあたり、溶接継手部断面におけ
る溶接金属の表面幅Ｗ１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が次
（１）式 Ｗ２＜Ｗ１＜0.45ｔ ………（１） （ここに、Ｗ１ ：溶接金属の表面幅（mm）、Ｗ２：溶
接金属の裏面幅（mm）、ｔ：鋼板板厚（mm））を、溶接
継手部断面における溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が次
（２）式 Ｓ／ｔ2 ＜0.4 ………（２） （ここに、Ｓ：溶接金属の断面積（mm2 ）、ｔ：鋼板板
厚（mm））を、それぞれ満足し、かつ溶接金属の引張強
さＴＳw （MPa ） が次（３）式 0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜0.95ＴＳ ………（３） （ここに、ＴＳw ：溶接金属の引張強さ（MPa ）、Ｔ
Ｓ：鋼板の引張強さ（MPa）、Ｓ：溶接金属の断面積（m
m2 ）、ｔ：鋼板板厚（mm））を満足するように、ガス
シールドアーク溶接条件および使用する溶接ワイヤを調
整することを特徴とする900MPa以上級厚肉高張力鋼板の
ガスシールドアーク溶接方法である。
れたものである。すなわち、本発明は、板厚ｔ：50mm以
上、引張強さＴＳ：900 MPa 以上好ましくは1180MPa 以
下の900MPa以上級厚肉高張力鋼板をガスシールドアーク
溶接法により溶接するにあたり、溶接継手部断面におけ
る溶接金属の表面幅Ｗ１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が次
（１）式 Ｗ２＜Ｗ１＜0.45ｔ ………（１） （ここに、Ｗ１ ：溶接金属の表面幅（mm）、Ｗ２：溶
接金属の裏面幅（mm）、ｔ：鋼板板厚（mm））を、溶接
継手部断面における溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が次
（２）式 Ｓ／ｔ2 ＜0.4 ………（２） （ここに、Ｓ：溶接金属の断面積（mm2 ）、ｔ：鋼板板
厚（mm））を、それぞれ満足し、かつ溶接金属の引張強
さＴＳw （MPa ） が次（３）式 0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜0.95ＴＳ ………（３） （ここに、ＴＳw ：溶接金属の引張強さ（MPa ）、Ｔ
Ｓ：鋼板の引張強さ（MPa）、Ｓ：溶接金属の断面積（m
m2 ）、ｔ：鋼板板厚（mm））を満足するように、ガス
シールドアーク溶接条件および使用する溶接ワイヤを調
整することを特徴とする900MPa以上級厚肉高張力鋼板の
ガスシールドアーク溶接方法である。
【００１２】また、本発明では、前記ガスシールドアー
ク溶接条件が、開先形状を10°以下のＵ型またはＶ型の
狭開先形状とし、シールドガスを、５％以上のCO2 ガス
を含むArガス、あるいは５％以上のCO2 ガスを含むArと
Heの混合ガスとし、溶接入熱を10〜40kJ／cmとすること
が好ましい。また、本発明では、前記溶接ワイヤが、質
量％で、Ｃ：0.07％以下、Si：0.2 〜0.5 ％、Ni：2.5
〜4.0 ％、Ti：0.01〜0.05％、Ｏ：0.007 ％以下を含
み、さらに、Mn、Cr、Mo、Ｖ、およびCuのうちから選ば
れた１種または２種以上を次（４）式 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％））で定義される炭素当量Ｃeqが0.80〜1.10
となるように含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なることが好ましい。
ク溶接条件が、開先形状を10°以下のＵ型またはＶ型の
狭開先形状とし、シールドガスを、５％以上のCO2 ガス
を含むArガス、あるいは５％以上のCO2 ガスを含むArと
Heの混合ガスとし、溶接入熱を10〜40kJ／cmとすること
が好ましい。また、本発明では、前記溶接ワイヤが、質
量％で、Ｃ：0.07％以下、Si：0.2 〜0.5 ％、Ni：2.5
〜4.0 ％、Ti：0.01〜0.05％、Ｏ：0.007 ％以下を含
み、さらに、Mn、Cr、Mo、Ｖ、およびCuのうちから選ば
れた１種または２種以上を次（４）式 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％））で定義される炭素当量Ｃeqが0.80〜1.10
となるように含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なることが好ましい。
【００１３】また、本発明では、前記900MPa以上級厚肉
高張力鋼板が、質量％で、Ｃ：0.07〜0.16％、Si：0.20
％以下、Mn：0.6 〜1.2 ％、Ｐ：0.010 ％以下、Ｓ：0.
005％以下、Cu：0.5 ％以下、Ni：1.0 〜4.0 ％、Cr：
0.3 〜1.2 ％、Mo：0.3 〜0.8 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％、
Nb：0.005 〜0.03％、Al：0.015 〜0.10％、Ｂ：0.0005
〜0.0020％、Ｎ：0.005 ％以下を含有し、残部Feおよび
不可避的不純物からなる組成を有することが好ましい。
高張力鋼板が、質量％で、Ｃ：0.07〜0.16％、Si：0.20
％以下、Mn：0.6 〜1.2 ％、Ｐ：0.010 ％以下、Ｓ：0.
005％以下、Cu：0.5 ％以下、Ni：1.0 〜4.0 ％、Cr：
0.3 〜1.2 ％、Mo：0.3 〜0.8 ％、Ｖ：0.01〜0.1 ％、
Nb：0.005 〜0.03％、Al：0.015 〜0.10％、Ｂ：0.0005
〜0.0020％、Ｎ：0.005 ％以下を含有し、残部Feおよび
不可避的不純物からなる組成を有することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明で使用する鋼板は、板厚
ｔ：50mm以上、引張強さＴＳ：900 MPa 以上好ましくは
1180MPa 以下の900MPa以上級厚肉高張力鋼板とする。本
発明では、溶接金属の強度を低下させ溶接金属の靱性を
向上させるため、使用する鋼板の引張強さを900 MPa 以
上好ましくは1180MPa 以下の範囲に限定する。引張強さ
ＴＳが900 MPa 未満の場合には、溶接金属の靱性は十分
高く、溶接金属強度を鋼板強度より低減させる必要はな
い。一方、引張強さＴＳが1180MPa を超えると、溶接継
手をアンダーマッチングとしても、継手部強度を鋼板強
度以上とするには溶接金属の強度が高くなるため、溶接
金属の靱性の向上が期待できない。
ｔ：50mm以上、引張強さＴＳ：900 MPa 以上好ましくは
1180MPa 以下の900MPa以上級厚肉高張力鋼板とする。本
発明では、溶接金属の強度を低下させ溶接金属の靱性を
向上させるため、使用する鋼板の引張強さを900 MPa 以
上好ましくは1180MPa 以下の範囲に限定する。引張強さ
ＴＳが900 MPa 未満の場合には、溶接金属の靱性は十分
高く、溶接金属強度を鋼板強度より低減させる必要はな
い。一方、引張強さＴＳが1180MPa を超えると、溶接継
手をアンダーマッチングとしても、継手部強度を鋼板強
度以上とするには溶接金属の強度が高くなるため、溶接
金属の靱性の向上が期待できない。
【００１５】また、鋼板板厚ｔが50mm未満では、継手部
の塑性拘束が小さく溶接金属の強度を低下させると継手
強度が鋼板強度未満となる。このため、本発明では、鋼
板の板厚を50mm以上の厚肉鋼板に限定した。本発明で使
用する900MPa以上級厚肉高張力鋼板の好適な組成につい
て説明する。
の塑性拘束が小さく溶接金属の強度を低下させると継手
強度が鋼板強度未満となる。このため、本発明では、鋼
板の板厚を50mm以上の厚肉鋼板に限定した。本発明で使
用する900MPa以上級厚肉高張力鋼板の好適な組成につい
て説明する。
【００１６】Ｃ：0.07〜0.16質量％（以下、％と記す） Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、所望の強度を
得るために本発明では0.07％以上含有するのが望まし
い。一方、0.16％を超える含有は、靱性が低下するとと
もに低温割れ感受性が増大する。このため、Ｃは0.07〜
0.16％の範囲とするのが好ましい。
得るために本発明では0.07％以上含有するのが望まし
い。一方、0.16％を超える含有は、靱性が低下するとと
もに低温割れ感受性が増大する。このため、Ｃは0.07〜
0.16％の範囲とするのが好ましい。
【００１７】Si：0.20％以下 Siは、脱酸剤として作用するが、0.20％を超える含有は
靱性を劣化させる。このため、Siは0.20％以下とするの
が好ましい。なお、より好ましくは0.10％以下である。 Mn：0.6 〜1.2 ％ Mnは、鋼の強度および靱性を向上させる元素であり、所
望の強度を得るために、本発明では0.6 ％以上を含有す
るのが好ましい。一方、1.2 ％を超える含有は溶接硬化
性を増大する。このため、Mnは0.6 〜1.2 ％の範囲とす
るのが好ましい。
靱性を劣化させる。このため、Siは0.20％以下とするの
が好ましい。なお、より好ましくは0.10％以下である。 Mn：0.6 〜1.2 ％ Mnは、鋼の強度および靱性を向上させる元素であり、所
望の強度を得るために、本発明では0.6 ％以上を含有す
るのが好ましい。一方、1.2 ％を超える含有は溶接硬化
性を増大する。このため、Mnは0.6 〜1.2 ％の範囲とす
るのが好ましい。
【００１８】Ｐ：0.010 ％以下 Ｐは、粒界に偏析し靱性を劣化させる元素であり、でき
るだけ低減するのが好ましい。しかし、0.010 ％までは
許容できるため、上限とするのが望ましい。 Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、硫化物を形成し、清浄度を低下させるとともに靱
性を劣化させる。このため、できるだけ低減するのが望
ましい。しかし、0.005 ％までは許容できる。
るだけ低減するのが好ましい。しかし、0.010 ％までは
許容できるため、上限とするのが望ましい。 Ｓ：0.005 ％以下 Ｓは、硫化物を形成し、清浄度を低下させるとともに靱
性を劣化させる。このため、できるだけ低減するのが望
ましい。しかし、0.005 ％までは許容できる。
【００１９】Cu：0.5 ％以下 Cuは、鋼の強度を増加させる元素であるが、多量に添加
すると熱間加工性が低下する。このため、本発明では、
0.5 ％以下に限定するのが望ましい。 Ni：1.0 〜4.0 ％ Niは、鋼の靱性を向上させる元素であり、本発明では1.
0 ％以上の含有が望ましい。一方、4.0 ％を超える含有
は高価なNiを多量に含有し経済的に不利となる。このよ
うなことから、Niは1.0 〜4.0 ％の範囲とするのが好ま
しい。
すると熱間加工性が低下する。このため、本発明では、
0.5 ％以下に限定するのが望ましい。 Ni：1.0 〜4.0 ％ Niは、鋼の靱性を向上させる元素であり、本発明では1.
0 ％以上の含有が望ましい。一方、4.0 ％を超える含有
は高価なNiを多量に含有し経済的に不利となる。このよ
うなことから、Niは1.0 〜4.0 ％の範囲とするのが好ま
しい。
【００２０】Cr：0.3 〜1.2 ％ Crは、焼入れ性の向上を通して鋼の強度を増加させる元
素であり、本発明では所望の強度を確保するために0.3
％以上含有するのが望ましい。一方、1.2 ％を超える含
有は溶接硬化性を増大させる。このため、Crは0.3 〜1.
2 ％の範囲とするのが好ましい。
素であり、本発明では所望の強度を確保するために0.3
％以上含有するのが望ましい。一方、1.2 ％を超える含
有は溶接硬化性を増大させる。このため、Crは0.3 〜1.
2 ％の範囲とするのが好ましい。
【００２１】Mo：0.3 〜0.8 ％ Moは、焼入れ性の向上の向上およびMo炭化物の析出によ
り鋼の強度を増加させる元素であり、本発明では、0.3
％以上の含有が望ましい。一方、0.8 ％を超える含有は
溶接硬化性を増大させる。このため、Moは0.3 〜0.8 ％
の範囲とするのが好ましい。
り鋼の強度を増加させる元素であり、本発明では、0.3
％以上の含有が望ましい。一方、0.8 ％を超える含有は
溶接硬化性を増大させる。このため、Moは0.3 〜0.8 ％
の範囲とするのが好ましい。
【００２２】Ｖ：0.01〜0.1 ％ Ｖは、Ｖ炭化物の析出により少量の添加で鋼の強度を増
加させる元素であり、本発明では、0.01％以上の含有が
望ましい。一方、0.1 ％を超える含有は靱性が劣化す
る。。このため、Ｖは0.01〜0.1 ％の範囲とするのが好
ましい。 Nb：0.005 〜0.03％ Nbは、オーステナイト粒を微細化し、靱性を向上させる
元素であり、0.005 ％以上含有するのが好ましい。一
方、0.03％を超える含有は靱性を劣化させる。このた
め、Nbは0.005 〜0.03％の範囲とするのが好ましい。
加させる元素であり、本発明では、0.01％以上の含有が
望ましい。一方、0.1 ％を超える含有は靱性が劣化す
る。。このため、Ｖは0.01〜0.1 ％の範囲とするのが好
ましい。 Nb：0.005 〜0.03％ Nbは、オーステナイト粒を微細化し、靱性を向上させる
元素であり、0.005 ％以上含有するのが好ましい。一
方、0.03％を超える含有は靱性を劣化させる。このた
め、Nbは0.005 〜0.03％の範囲とするのが好ましい。
【００２３】Al：0.015 〜0.10％ Alは、脱酸剤として作用するとともに、Ｎと結合し、Ｂ
の焼入れ性を向上させ、さらにオーステナイト粒を微細
化し、靱性を向上させる元素であり、0.015 ％以上含有
するのが好ましい。一方、0.10％を超える含有はアルミ
ナ系介在物を増加させ、延性を劣化させる。このため、
Alは0.015 〜0.10％の範囲とするのが好ましい。
の焼入れ性を向上させ、さらにオーステナイト粒を微細
化し、靱性を向上させる元素であり、0.015 ％以上含有
するのが好ましい。一方、0.10％を超える含有はアルミ
ナ系介在物を増加させ、延性を劣化させる。このため、
Alは0.015 〜0.10％の範囲とするのが好ましい。
【００２４】Ｂ：0.0005〜0.0020％ Ｂは、少量の含有で焼入れ性を増加させる元素であり、
本発明では0.0005％以上の含有が望ましい。一方、0.00
20％を超えて含有しても焼入れ性の向上は飽和し含有量
に見合う効果が期待できない。このため、Ｂは0.0005〜
0.0020％の範囲とするのが望ましい。
本発明では0.0005％以上の含有が望ましい。一方、0.00
20％を超えて含有しても焼入れ性の向上は飽和し含有量
に見合う効果が期待できない。このため、Ｂは0.0005〜
0.0020％の範囲とするのが望ましい。
【００２５】Ｎ：0.005 ％以下 Ｎは、Ｂの焼入れ性を低下させる元素であり、できるだ
け低減するのが望ましいが0.005 ％までは許容できる。
本発明に好適な鋼板は、上記した成分以外の残部はFeお
よび不可避的不純物である。
け低減するのが望ましいが0.005 ％までは許容できる。
本発明に好適な鋼板は、上記した成分以外の残部はFeお
よび不可避的不純物である。
【００２６】本発明では、上記した強度、板厚の900MPa
以上級厚肉高張力鋼板をガスシールドアーク溶接法によ
り、断面形状が図１に示すような狭開先の溶接継手を作
製する。溶接継手部の断面形状は、溶接金属の表面幅Ｗ
１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が次（１）式 Ｗ２＜Ｗ１＜0.45ｔ ………（１） （ここに、Ｗ１ ：溶接金属の表面幅（mm）、Ｗ２：溶
接金属の裏面幅（mm）、ｔ：鋼板板厚（mm））を満足
し、さらに、溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が次（２）式 Ｓ／ｔ2 ＜0.4 ………（２） （ここに、Ｓ：溶接金属の断面積（mm2 ）、ｔ：鋼板板
厚（mm））を、満足する断面形状とする。ここで、最終
パス側を表面側とする。溶接金属の表面幅Ｗ１、裏面幅
Ｗ２が0.45ｔ以上では、溶接金属部の幅が大きくなり、
継手部強度が鋼板強度より低い値となる。また、溶接金
属の断面積Ｓが大きくなり、（２）式を満足しなくなる
と、継手部強度が鋼板強度より低い値となる。このた
め、溶接金属の断面形状は（１）、（２）式を満足する
ように限定した。溶接金属の断面形状が（１）、（２）
式を満足するためには、ガスシールドアーク溶接条件、
すなわち開先形状、入熱等の溶接条件、積層条件等を調
整するのが好ましい。とくに、開先形状を狭開先（10゜
以下）とすることが上記（１）、（２）式を満足させる
うえで好ましい。
以上級厚肉高張力鋼板をガスシールドアーク溶接法によ
り、断面形状が図１に示すような狭開先の溶接継手を作
製する。溶接継手部の断面形状は、溶接金属の表面幅Ｗ
１（mm）、裏面幅Ｗ２（mm）が次（１）式 Ｗ２＜Ｗ１＜0.45ｔ ………（１） （ここに、Ｗ１ ：溶接金属の表面幅（mm）、Ｗ２：溶
接金属の裏面幅（mm）、ｔ：鋼板板厚（mm））を満足
し、さらに、溶接金属の断面積Ｓ（mm2 ）が次（２）式 Ｓ／ｔ2 ＜0.4 ………（２） （ここに、Ｓ：溶接金属の断面積（mm2 ）、ｔ：鋼板板
厚（mm））を、満足する断面形状とする。ここで、最終
パス側を表面側とする。溶接金属の表面幅Ｗ１、裏面幅
Ｗ２が0.45ｔ以上では、溶接金属部の幅が大きくなり、
継手部強度が鋼板強度より低い値となる。また、溶接金
属の断面積Ｓが大きくなり、（２）式を満足しなくなる
と、継手部強度が鋼板強度より低い値となる。このた
め、溶接金属の断面形状は（１）、（２）式を満足する
ように限定した。溶接金属の断面形状が（１）、（２）
式を満足するためには、ガスシールドアーク溶接条件、
すなわち開先形状、入熱等の溶接条件、積層条件等を調
整するのが好ましい。とくに、開先形状を狭開先（10゜
以下）とすることが上記（１）、（２）式を満足させる
うえで好ましい。
【００２７】溶接方法は、ガスシールドアーク溶接のう
ち、マグ（ＭＡＧ）溶接、あるいはミグ（ＭＩＧ）溶接
いずれも好適であるが、なかでもマグ（ＭＡＧ）溶接が
好ましい。溶接継手の開先形状は、図２に示すような、
開先角度10°以下好ましくは５°以上のＵ型、あるいは
開先角度10°以下好ましくは５°以上のＶ型とするのが
好ましい。同一積層におけるパス数は、３パス以下、よ
り好ましくは２パス以下とするのが溶接金属の品質およ
び断面形状、とくに溶接金属幅の観点から好ましい。
ち、マグ（ＭＡＧ）溶接、あるいはミグ（ＭＩＧ）溶接
いずれも好適であるが、なかでもマグ（ＭＡＧ）溶接が
好ましい。溶接継手の開先形状は、図２に示すような、
開先角度10°以下好ましくは５°以上のＵ型、あるいは
開先角度10°以下好ましくは５°以上のＶ型とするのが
好ましい。同一積層におけるパス数は、３パス以下、よ
り好ましくは２パス以下とするのが溶接金属の品質およ
び断面形状、とくに溶接金属幅の観点から好ましい。
【００２８】また、溶接は、シールドガスとして、５％
（vol ％）以上のCO2 ガスを含むArガス、あるいは５％
以上のCO2 ガスを含むArとHeの混合ガスを用い、電圧：
15〜35Ｖ、電流：110 〜350 Ａ、溶接速度：20〜35cm/m
in、溶接入熱：10〜40kJ／cmとするＭＡＧ溶接とするが
好ましい。ＭＡＧ溶接以外の、例えばＭＩＧ溶接として
もよいことはいうまでもない。また、CO2 ガスの含有量
は溶接施工性および溶接欠陥防止の観点から５％以上好
ましくは40％以下である。なお、５％以上のCO 2 ガスを
含むArとHeの混合ガスの場合には、混合するHeの量は５
〜30％（vol ％）の範囲とするのが溶接施工性の観点か
ら好ましい。
（vol ％）以上のCO2 ガスを含むArガス、あるいは５％
以上のCO2 ガスを含むArとHeの混合ガスを用い、電圧：
15〜35Ｖ、電流：110 〜350 Ａ、溶接速度：20〜35cm/m
in、溶接入熱：10〜40kJ／cmとするＭＡＧ溶接とするが
好ましい。ＭＡＧ溶接以外の、例えばＭＩＧ溶接として
もよいことはいうまでもない。また、CO2 ガスの含有量
は溶接施工性および溶接欠陥防止の観点から５％以上好
ましくは40％以下である。なお、５％以上のCO 2 ガスを
含むArとHeの混合ガスの場合には、混合するHeの量は５
〜30％（vol ％）の範囲とするのが溶接施工性の観点か
ら好ましい。
【００２９】さらに、本発明では、溶接金属の引張強さ
ＴＳw （MPa ）が（３）式を満足するように、シールド
ガスアーク溶接条件、溶接ワイヤを調整する。 0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜0.95ＴＳ ………（３） （ここに、ＴＳw ：溶接金属の引張強さ（MPa ）、Ｔ
Ｓ：鋼板の引張強さ（MPa）、Ｓ：溶接金属の断面積（m
m2 ）、ｔ：鋼板板厚（mm）） 溶接金属の引張強さＴＳw が、（0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ
2 −135 ）以下では溶接継手部の引張強さが鋼板の引張
強さより低くなる。また、溶接金属の引張強さＴＳw が
0.95ＴＳ以上では溶接金属の靱性が劣化する。このた
め、溶接金属の引張強さＴＳw を（３）式を満足するよ
うに調整する。溶接金属の引張強さを（３）式を満足さ
せるためには、とくに使用する溶接ワイヤ中の合金元素
量を調整するのが好ましい。
ＴＳw （MPa ）が（３）式を満足するように、シールド
ガスアーク溶接条件、溶接ワイヤを調整する。 0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜0.95ＴＳ ………（３） （ここに、ＴＳw ：溶接金属の引張強さ（MPa ）、Ｔ
Ｓ：鋼板の引張強さ（MPa）、Ｓ：溶接金属の断面積（m
m2 ）、ｔ：鋼板板厚（mm）） 溶接金属の引張強さＴＳw が、（0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ
2 −135 ）以下では溶接継手部の引張強さが鋼板の引張
強さより低くなる。また、溶接金属の引張強さＴＳw が
0.95ＴＳ以上では溶接金属の靱性が劣化する。このた
め、溶接金属の引張強さＴＳw を（３）式を満足するよ
うに調整する。溶接金属の引張強さを（３）式を満足さ
せるためには、とくに使用する溶接ワイヤ中の合金元素
量を調整するのが好ましい。
【００３０】本発明で使用する溶接ワイヤは、上記
（１）〜（３）式を満足する溶接金属を形成できれるも
のであれば、とくに限定されない。なお、本発明に好適
な溶接ワイヤの組成は、質量％で、Ｃ：0.07％以下、S
i：0.2 〜0.5 ％、Ni：2.5 〜4.0％、Ti：0.01〜0.05
％、Ｏ：0.007 ％以下を含み、さらに、Mn、Cr、Mo、
Ｖ、およびCuのうちから選ばれた１種または２種以上を
次（４）式 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％））で定義される炭素当量Ｃeqが0.80〜1.10
となるように含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる。
（１）〜（３）式を満足する溶接金属を形成できれるも
のであれば、とくに限定されない。なお、本発明に好適
な溶接ワイヤの組成は、質量％で、Ｃ：0.07％以下、S
i：0.2 〜0.5 ％、Ni：2.5 〜4.0％、Ti：0.01〜0.05
％、Ｏ：0.007 ％以下を含み、さらに、Mn、Cr、Mo、
Ｖ、およびCuのうちから選ばれた１種または２種以上を
次（４）式 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％））で定義される炭素当量Ｃeqが0.80〜1.10
となるように含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる。
【００３１】溶接ワイヤの化学成分の限定理由について
説明する。 Ｃ：0.07％以下 Ｃは、溶接金属の強度を増加させる元素であるが、0.07
％を超える含有は、靱性が低下するとともに低温割れ感
受性が増大する。このため、Ｃは0.07％以下とするのが
好ましい。なお、0.02％未満では所望の強度を得るのが
難しくなる。所望の強度を得るためには、0.02％以上と
するのがより好ましい。
説明する。 Ｃ：0.07％以下 Ｃは、溶接金属の強度を増加させる元素であるが、0.07
％を超える含有は、靱性が低下するとともに低温割れ感
受性が増大する。このため、Ｃは0.07％以下とするのが
好ましい。なお、0.02％未満では所望の強度を得るのが
難しくなる。所望の強度を得るためには、0.02％以上と
するのがより好ましい。
【００３２】Si：0.2 〜0.5 ％ Siは、脱酸のために不可欠な元素であるが、0.2 ％未満
の含有では、その効果が発揮されず、ピットやブローホ
ールが発生するばかりでなく靱性を劣化させる。一方、
0.5 ％を超えると、溶接金属の靱性が著しく劣化する。
このため、Siは0.2 〜0.5 ％の範囲とするのが好まし
い。
の含有では、その効果が発揮されず、ピットやブローホ
ールが発生するばかりでなく靱性を劣化させる。一方、
0.5 ％を超えると、溶接金属の靱性が著しく劣化する。
このため、Siは0.2 〜0.5 ％の範囲とするのが好まし
い。
【００３３】Ni：2.5 〜4.0 ％ Niは、溶接金属の靱性を向上させる元素であり、本発明
では2.5 ％以上の含有が好ましい。Ni含有量が2.5 ％未
満では、所望の靱性を確保できない。一方、Niを4.0 ％
超えて含有すると、本発明におけるような900MPa以上の
引張強さを有する溶接金属では靱性はかえって低下す
る。このため、Niは2.5 〜4.0 ％の範囲とするのが好ま
しい。
では2.5 ％以上の含有が好ましい。Ni含有量が2.5 ％未
満では、所望の靱性を確保できない。一方、Niを4.0 ％
超えて含有すると、本発明におけるような900MPa以上の
引張強さを有する溶接金属では靱性はかえって低下す
る。このため、Niは2.5 〜4.0 ％の範囲とするのが好ま
しい。
【００３４】Ti：0.01〜 0.05 ％ Tiは、析出効果により少量の添加で溶接金属の強度を上
昇させる元素であるが、0.01％未満の含有ではその効果
は少ない。また、 0.05 ％を超える含有は、溶接金属の
靱性を低下させる。そのため、Tiは0.01〜 0.05 ％の範
囲とするのが好ましい。
昇させる元素であるが、0.01％未満の含有ではその効果
は少ない。また、 0.05 ％を超える含有は、溶接金属の
靱性を低下させる。そのため、Tiは0.01〜 0.05 ％の範
囲とするのが好ましい。
【００３５】Ｏ：0.007 ％以下 Ｏは、高強度の溶接金属では靱性を劣化させる元素であ
り、できるだけ低減する。Ｏ含有量が0.007 ％を超える
と、溶接金属の靱性が著しく劣化する。このため、Ｏは
0.007 ％以下に限定するのが好ましい。Mn、Cr、Mo、
Ｖ、およびCuのうちから選ばれた１種または２種以上を
炭素当量Ｃeq：0.80〜1.10の範囲で含有する。
り、できるだけ低減する。Ｏ含有量が0.007 ％を超える
と、溶接金属の靱性が著しく劣化する。このため、Ｏは
0.007 ％以下に限定するのが好ましい。Mn、Cr、Mo、
Ｖ、およびCuのうちから選ばれた１種または２種以上を
炭素当量Ｃeq：0.80〜1.10の範囲で含有する。
【００３６】Mn、Cr、Mo、Ｖ、Cuは、いずれも、溶接金
属の強度を増加させる元素であり、必要に応じ１種また
は２種以上を選択し、Ｃeq：0.80〜1.10の範囲で含有で
きる。Ｃeqは、（４）式で定義される。 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％）） なお、本発明では、（４）式の計算では、含有しない元
素は０として計算するものとする。
属の強度を増加させる元素であり、必要に応じ１種また
は２種以上を選択し、Ｃeq：0.80〜1.10の範囲で含有で
きる。Ｃeqは、（４）式で定義される。 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） （ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有
量（質量％）） なお、本発明では、（４）式の計算では、含有しない元
素は０として計算するものとする。
【００３７】Ｃeqが0.80未満では、溶接金属が所望の強
度を確保できない。一方、1.10を超えると靱性が顕著に
低下するとともに、低温割れ感受性が高くなる。このた
め、本発明では、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Cuは、Ｃeqが0.80〜
1.10の範囲となるように含有させるのが好ましい。Mn
は、溶接金属の強度および靱性を増加させる元素であ
り、含有する場合には、1.5 〜2.5 ％以上とするのが好
ましい。しかし、1.5 ％未満では、強度増加が少なく、
一方、2.5 ％を超える含有は、靱性が低下するとともに
低温割れ感受性が増大する。
度を確保できない。一方、1.10を超えると靱性が顕著に
低下するとともに、低温割れ感受性が高くなる。このた
め、本発明では、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Cuは、Ｃeqが0.80〜
1.10の範囲となるように含有させるのが好ましい。Mn
は、溶接金属の強度および靱性を増加させる元素であ
り、含有する場合には、1.5 〜2.5 ％以上とするのが好
ましい。しかし、1.5 ％未満では、強度増加が少なく、
一方、2.5 ％を超える含有は、靱性が低下するとともに
低温割れ感受性が増大する。
【００３８】Crは、溶接金属の強度を増加させる有効な
元素であり、含有する場合には、0.7 ％以上とするのが
好ましい。一方、1.5 ％を超える含有は、靱性が低下す
るとともに低温割れ感受性が増大する。Moは、溶接金属
の強度を増加させる有効な元素であり、含有する場合に
は、0.3 ％以上とするのが好ましい。一方、1.0 ％を超
える含有は、靱性が低下するとともに低温割れ感受性が
増大する。
元素であり、含有する場合には、0.7 ％以上とするのが
好ましい。一方、1.5 ％を超える含有は、靱性が低下す
るとともに低温割れ感受性が増大する。Moは、溶接金属
の強度を増加させる有効な元素であり、含有する場合に
は、0.3 ％以上とするのが好ましい。一方、1.0 ％を超
える含有は、靱性が低下するとともに低温割れ感受性が
増大する。
【００３９】Ｖは、少量の添加で溶接金属の強度を増加
させる元素であり、含有する場合には、0.02％以下とす
るのが好ましい。一方、0.02％を超える含有は、靱性が
低下するとともに低温割れ感受性が増大する。Cuは、溶
接金属の強度を増加させる元素であり、含有する場合に
は、0.1 ％以上とするのが好ましい。一方、0.4 ％を超
える含有は、靱性が低下する。なお、上記したCu量はワ
イヤのめっきに由来するCuを含むものとする。
させる元素であり、含有する場合には、0.02％以下とす
るのが好ましい。一方、0.02％を超える含有は、靱性が
低下するとともに低温割れ感受性が増大する。Cuは、溶
接金属の強度を増加させる元素であり、含有する場合に
は、0.1 ％以上とするのが好ましい。一方、0.4 ％を超
える含有は、靱性が低下する。なお、上記したCu量はワ
イヤのめっきに由来するCuを含むものとする。
【００４０】溶接ワイヤは、上記した成分以外の残部は
Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物とし
て、Ｐ、Ｓ、Ｎを下記のように低減するのが好ましい。
なお、Alは脱酸剤として作用する元素であり、脱酸のた
めAl：0.08以下含有してもよい。 Ｐ：0.007 ％以下 Ｐは、溶接金属の靱性を低下させる元素であり、できる
だけ低減するのが好ましい。Ｐ含有量が0.007 ％を超え
ると、靱性の劣化が著しくなる。このため、Ｐは0.007
％以下とするのが好ましい。
Feおよび不可避的不純物である。不可避的不純物とし
て、Ｐ、Ｓ、Ｎを下記のように低減するのが好ましい。
なお、Alは脱酸剤として作用する元素であり、脱酸のた
めAl：0.08以下含有してもよい。 Ｐ：0.007 ％以下 Ｐは、溶接金属の靱性を低下させる元素であり、できる
だけ低減するのが好ましい。Ｐ含有量が0.007 ％を超え
ると、靱性の劣化が著しくなる。このため、Ｐは0.007
％以下とするのが好ましい。
【００４１】Ｓ：0.007 ％以下 Ｓは、溶接金属の靱性を低下させ、また高温割れの原因
にもなる元素であり、できるだけ低減するのが好まし
い。Ｓ含有量が0.007 ％を超えると、靱性の劣化が著し
くなる。このため、Ｓは0.007 ％以下とするのが好まし
い。 Ｎ：0.007 ％以下 Ｎは、少量の添加で溶接金属の強度を増加させる元素で
あるが、同時に靱性を劣化させる。このため、Ｎは0.00
7 ％以下とするのが好ましい。
にもなる元素であり、できるだけ低減するのが好まし
い。Ｓ含有量が0.007 ％を超えると、靱性の劣化が著し
くなる。このため、Ｓは0.007 ％以下とするのが好まし
い。 Ｎ：0.007 ％以下 Ｎは、少量の添加で溶接金属の強度を増加させる元素で
あるが、同時に靱性を劣化させる。このため、Ｎは0.00
7 ％以下とするのが好ましい。
【００４２】
【実施例】表１に示す組成の鋼板（板厚50〜200mm ）に
熱処理（焼入れ−焼戻し）を施し、引張強さ900MPa以上
の高張力鋼板とした。これら鋼板を、図２に示す開先形
状に加工したのち、表２に示す溶接用ワイヤを用いて、
多層溶接を行い溶接継手を作製した。溶接法は、Ar−C0
2 混合ガス、あるいはAr−He−C02 混合ガスをシールド
ガスとするマグ溶接方法とした。溶接条件を表３に示
す。なお、溶接条件２は入熱量が40kJ/cm を超えるパス
を含み、10〜40kJ/cm の好適な入熱条件を外れる。
熱処理（焼入れ−焼戻し）を施し、引張強さ900MPa以上
の高張力鋼板とした。これら鋼板を、図２に示す開先形
状に加工したのち、表２に示す溶接用ワイヤを用いて、
多層溶接を行い溶接継手を作製した。溶接法は、Ar−C0
2 混合ガス、あるいはAr−He−C02 混合ガスをシールド
ガスとするマグ溶接方法とした。溶接条件を表３に示
す。なお、溶接条件２は入熱量が40kJ/cm を超えるパス
を含み、10〜40kJ/cm の好適な入熱条件を外れる。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】これらの溶接継手から試験片を採取し、断
面形状調査、引張試験、衝撃試験を実施し、溶接金属の
断面形状、継手部引張特性および衝撃特性を調査した。 （１）溶接金属の断面形状 溶接継手部から、試験片を採取し、溶接継手部断面形状
を測定した。測定に際しては、図１に模式的に示すよう
に、溶接金属の表面幅Ｗ１、裏面幅Ｗ２、および断面積
Ｓを測定した。 （２）引張試験 溶接継手部から、JIS Z 3121に規定されるJIS １号引張
試験片（全厚の溶接継手引張試験片）を採取し、これら
溶接継手部引張試験片による引張試験を実施し、引張強
度を求めた。また、溶接金属中央部からJIS Z 3111に規
定するJIS A2号引張試験片を採取し溶接金属の引張強度
を求めた。 （３）衝撃試験 溶接継手部の溶接金属中央部で、板厚1/4 の位置から、
JIS Z 3111に規定するシャルピー衝撃試験片（JIS ４号
衝撃試験片）を採取し、-20 ℃におけるシャルピー衝撃
試験の吸収エネルギー（vE-20 ）を求めた。
面形状調査、引張試験、衝撃試験を実施し、溶接金属の
断面形状、継手部引張特性および衝撃特性を調査した。 （１）溶接金属の断面形状 溶接継手部から、試験片を採取し、溶接継手部断面形状
を測定した。測定に際しては、図１に模式的に示すよう
に、溶接金属の表面幅Ｗ１、裏面幅Ｗ２、および断面積
Ｓを測定した。 （２）引張試験 溶接継手部から、JIS Z 3121に規定されるJIS １号引張
試験片（全厚の溶接継手引張試験片）を採取し、これら
溶接継手部引張試験片による引張試験を実施し、引張強
度を求めた。また、溶接金属中央部からJIS Z 3111に規
定するJIS A2号引張試験片を採取し溶接金属の引張強度
を求めた。 （３）衝撃試験 溶接継手部の溶接金属中央部で、板厚1/4 の位置から、
JIS Z 3111に規定するシャルピー衝撃試験片（JIS ４号
衝撃試験片）を採取し、-20 ℃におけるシャルピー衝撃
試験の吸収エネルギー（vE-20 ）を求めた。
【００４７】これらの結果を表４に示す。なお、引張特
性の評価は、鋼板引張強さ（ＴＳ）以上の継手引張強度
を示したものを○、それ以外を×とした。靱性の評価
は、-20 ℃におけるシャルピー吸収エネルギー（v
E-20 ）が70J 以上の靱性を示したものを○、それ以外
を×とした。
性の評価は、鋼板引張強さ（ＴＳ）以上の継手引張強度
を示したものを○、それ以外を×とした。靱性の評価
は、-20 ℃におけるシャルピー吸収エネルギー（v
E-20 ）が70J 以上の靱性を示したものを○、それ以外
を×とした。
【００４８】
【表４】
【００４９】
【表５】
【００５０】
【表６】
【００５１】本発明例は、溶接継手部の引張強度が鋼板
の引張強さ以上であり、また溶接継手部靱性もvE-20 で
70J 以上と良好な値を示している。一方、本発明の範囲
を外れる比較例は、溶接金属の断面形状が（１）〜
（３）式のいずれかあるいは全部を満足せず、溶接継手
部の引張強度が不足するか、あるいは溶接金属の強度が
高すぎ靱性が不足している。
の引張強さ以上であり、また溶接継手部靱性もvE-20 で
70J 以上と良好な値を示している。一方、本発明の範囲
を外れる比較例は、溶接金属の断面形状が（１）〜
（３）式のいずれかあるいは全部を満足せず、溶接継手
部の引張強度が不足するか、あるいは溶接金属の強度が
高すぎ靱性が不足している。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、引張強さと靱性がとも
に優れた、900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールド
溶接継手を容易に製作でき、900MPa以上の引張強さを有
する高張力鋼を種々の産業分野に使用でき、産業上格段
の効果を奏する。
に優れた、900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールド
溶接継手を容易に製作でき、900MPa以上の引張強さを有
する高張力鋼を種々の産業分野に使用でき、産業上格段
の効果を奏する。
【図１】溶接継手部の断面形状を模式的に示す説明図で
ある。
ある。
【図２】本発明に好適な開先形状の１例を示す断面図で
ある。
ある。
１ 鋼板 ２ 溶接金属
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 38/54 38/54 // Ｂ２３Ｋ 103:04
Claims (5)
- 【請求項１】 板厚ｔ：50mm以上、引張強さＴＳ：900
MPa 以上の900MPa以上級厚肉高張力鋼板をガスシールド
アーク溶接法により溶接するにあたり、溶接継手部断面
における溶接金属の表面幅Ｗ１（mm）、裏面幅Ｗ２（m
m）が下記（１）式を、溶接継手部断面における溶接金
属の断面積Ｓ（mm2 ）が下記（２）式を、それぞれ満足
し、かつ溶接金属の引張強さＴＳw （MPa ） が下記
（３）式を満足するように、ガスシールドアーク溶接条
件および使用する溶接ワイヤを調整することを特徴とす
る900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶
接方法。 記 Ｗ２＜Ｗ１＜0.45ｔ ………（１） Ｓ／ｔ2 ＜0.4 ………（２） 0.95ＴＳ＋300 Ｓ／ｔ2 −135 ＜ＴＳw ＜0.95ＴＳ ………（３） ここに、Ｗ１ ：溶接金属の表面幅（mm） Ｗ２ ：溶接金属の裏面幅（mm） Ｓ ：溶接金属の断面積（mm2 ） ＴＳw ：溶接金属の引張強さ（MPa ） ＴＳ ：鋼板の引張強さ（MPa ） ｔ ：鋼板の板厚（mm） - 【請求項２】 前記ガスシールドアーク溶接条件が、開
先形状を10゜以下のＵ型またはＶ型の狭開先形状とし、
シールドガスを、５％以上のCO2 ガスを含むArガスと
し、溶接入熱を10〜40kJ／cmとすることを特徴とする請
求項１に記載の900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシー
ルドアーク溶接方法。 - 【請求項３】 前記シールドガスを、５％以上のCO2 ガ
スを含むArとHeの混合ガスとすることを特徴とする請求
項２に記載の900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシール
ドアーク溶接方法。 - 【請求項４】 前記溶接ワイヤが、質量％で、 Ｃ：0.07％以下、 Si：0.2 〜0.5 ％ Ni：2.5 〜4.0 ％、 Ti：0.01〜0.05％ Ｏ：0.007 ％以下 を含み、さらに、Mn、Cr、Mo、Ｖ、およびCuのうちから
選ばれた１種または２種以上を下記（４）式で定義され
る炭素当量Ｃeqが0.80〜1.10となるように含有し、残部
Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の900MPa以上級厚肉高張
力鋼板のガスシールドアーク溶接方法。 記 Ｃeq＝Ｃ＋Mn/6＋Cr/5＋Mo/5＋Ｖ/5＋Ni/15 ＋Cu/15 ………（４） ここに、Ｃ、Mn、Cr、Mo、Ｖ、Ni、Cu：各元素の含有量
（質量％） - 【請求項５】 前記900MPa以上級厚肉高張力鋼板が、質
量％で、 Ｃ：0.07〜0.16％、 Si：0.20％以下、 Mn：0.6 〜1.2 ％、 Ｐ：0.010 ％以下、 Ｓ：0.005 ％以下、 Cu：0.5 ％以下、 Ni：1.0 〜4.0 ％、 Cr：0.3 〜1.2 ％、 Mo：0.3 〜0.8 ％、 Ｖ：0.01〜0.1 ％、 Nb：0.005 〜0.03％、 Al：0.015 〜0.10％、 Ｂ：0.0005〜0.0020％、 Ｎ：0.005 ％以下 を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を
有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載の900MPa以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアー
ク溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000119295A JP2001001148A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | ９００ＭＰａ以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-113599 | 1999-04-21 | ||
| JP11359999 | 1999-04-21 | ||
| JP2000119295A JP2001001148A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | ９００ＭＰａ以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001001148A true JP2001001148A (ja) | 2001-01-09 |
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ID=26452550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000119295A Pending JP2001001148A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | ９００ＭＰａ以上級厚肉高張力鋼板のガスシールドアーク溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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- 2000-04-20 JP JP2000119295A patent/JP2001001148A/ja active Pending
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